Типичная реакция нейтрализации:
H+ + OH- = H2O .
При подборе соответствующей концентрации нейтрализующего иона, например, ОН-, вводимого в стоки с гашёной известью, концентрация каждого из ионов становится приблизительно равной, то есть значение рН приближается к 7. К нейтральным относятся воды с рН = 6,5...8,5.
Чаще всего стоки загрязнены кислотами: серной Н2SO4, азотной НNO3, соляной HCl или их смесями, реже – азотистой HNO2, фосфорной H3PO4, сернистой H2SO2, сероводородной H2S и органическими, например, уксусной CH3COOH, пикриновой HOC6H2(NO2)3, угольной H2CO3 и др.
Способы нейтрализации:
а) взаимная нейтрализация кислых и щелочных стоков;
б) нейтрализация реагентами;
в) фильтрование через нейтрализующие материалы.
Взаимная нейтрализация кислых и щелоч-ных стоков.
Кислые стоки в промышленности обычно сбрасываются равномерно в течение суток, щелочные – по мере отработки щелочных растворов, для которых необходимо устраивать регулирующий резервуар. Из резервуара щелочные стоки равномерно выпускаются в камеру реакции, где и происходит взаимная нейтрализация. Метод особенно распространён в химической промышленности.
Нейтрализация стоков реагентами. В качестве реагентов используются растворы кислот, негашёной СаО и гашёной извести,
кальцинированной соды Na2CO3, каустической соды NaOH, аммиака NH3OH. Реагентная нейтрализация используется в случаях, когда на предприятии образуются только или кислые, или щелочные стоки, или если невозможно произвести взаимную нейтрализацию кислых и щелочных стоков.
Для нейтрализации минеральных кислот применяют любой щелочной реагент, чаще известь, а также карбонаты кальция или магния, например:
H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O,
H2SO4 + CaCO3 = CaSO4 + H2O + CO2 .
Образующийся гипс кристаллизуется из разбавленных растворов (таковыми являются сточные воды) в виде CaSO4 × 2H2O.
Для нейтрализации органических жирных кислот используют известь, содержащую 25…30 % активного оксида кальция или смесь извести с 25%-ной технической аммиачной водой.
Нейтрализация стоков фильтрованием че-рез нейтрализующие материалы. Обычно применяется для нейтрализации кислых сточных вод, в качестве нейтрализующих материалов используются известь, известняк, доломит CaCO3⋅MgCO3, магнезит MgCO3, обожжённый магнезит MgO, мел CaCO3. Крупность фракций фильтроматериала 3…8 см, скорость фильтрования до 5 м/ч, продолжительность контакта – не менее 10 мин.
Конструктивно фильтры выполняются с вертикальным движением кислых стоков.
При нейтрализации кислых стоков предусматривается надёжная изоляция оборудования или изготовление его из кислотоупорного материала.